CH687213A5 - Plate-type building component - Google Patents
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Abstract
In the holes (4), tension components as reinforcement (3) are glued in position so they strengthen and hold together the building component (1). The reinforcement is made of material resistant to being drawn, does not expand under moisture fluctuations or draw together and is e.g. of metal or glass fibre. At least a part of the tension components have a thread at at least their ends. These ends are provided with threaded nuts, by which the component can be tensioned. At least a part of the tension components comprise wires or braid and at their ends are tensioned by an anchor bush with a conical bush.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein plattenartiges Bauelement sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung. Es ist dabei insbesondere an plattenartige Bauelemente aus Holz für den Einsatz im Hochbau und im Brückenbau gedacht.
Holz wird wegen seiner vielen Vorteile seit jeher als Baustoff verwendet. In manchen Bereichen ist jedoch die Eigenschaft des Holzes, dass es auch nach dem Einbau in ein Bauwerk noch arbeitet, nachteilig. Durch die natürlichen Schwankungen der Feuchtigkeit zieht sich das Holz zusammen und dehnt sich wieder aus. Dieses Verhalten des Holzes führt dort zu Problemen, wo aus Holz bestehende Bauelemente im Hochbau oder im Brückenbau, z.B. als Brückenfahrbahnplatten, eingebaut werden sollen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein plattenartiges Bauelement, insbesondere aus Holz, zu schaffen, bei dem ein Dehnen und Verziehen weitestgehend vermieden ist und welches Bauelement zudem auch ein günstiges Tragverhalten aufweist. Die Erfindung stellt sich darüberhinaus die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur rationellen Herstellung dieses Bauelementes zu schaffen.
Das erfindungsgemässe Bauelement entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Das erfindungsgemässe Verfahren entspricht dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 7 und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht aus Patentanspruch 11 hervor.
Dieses Bauelement weist eine ganze Reihe von entscheidenden Vorteilen auf. Durch die eingeleimte Armierung wird ein Verbund hergestellt, bei dem eine ständige Kraftübertragung zwischen den Holzbauteilen und der Armierung gewährleistet ist. Ein Verleimen der Holzbauteile untereinander ist dabei nicht einmal erforderlich. Das so konstruierte Bauelement unterliegt praktisch keinen Dehnungen infolge Änderungen der Feuchtigkeit. Durch die Armierung ergibt sich eine bessere Lastverteilung in Querrichtung, wodurch ein deutlich besseres Tragverhalten des Bauelementes bewirkt wird. Durch exzentrische Anordnung der Armierung können zudem analog zum Beton relativ grosse Biegemomente in Elementquerrichtung aufgenommen werden. Durch das Einleimen sind die Armierungen so geschützt, dass auch bei Verwendung von nicht rostfreien Armierungen keine Korrosionsprobleme auftreten können.
Diese Eigenschaften eröffnen für den Baustoff Holz neue Einsatzmöglichkeiten. Im Hochbau können Deckenkonstruktionen fabrikmässig vorgefertigt und in kürzester Zeit eingebaut werden. Das aufwendige Einziehen von Tragbalken und nachfolgende Aufbringen eines Bodens bzw. einer Verkleidung erübrigt sich. Die Deckenkonstruktion ist dennoch tragfähiger und es gibt keine Probleme mit der Holzdehnung mehr. Die massive Deckenkonstruktion ist ausserdem auch im Brandfall bedeutend sicherer. Ein Ausbreiten des Feuers durch die Decke ist stark erschwert und es gibt auch keine Hohlräume, in denen sich Löschwasser ansammeln und Schäden anrichten kann. Es lassen sich auch Wandelemente vorfertigen und in einfacher Weise auf der Baustelle einbauen. So aufgebaute Gebäude sind sehr stabil und haben eine sehr lange Lebensdauer.
Die Bauelemente können sowohl in Neubauten wie auch beim Umbau von Altbauten Verwendung finden. Dank dem guten Tragverhalten, insbesondere unter Einzellasten wie beispielsweise Radlasten von Lastwagen und der Dimensionsstabilität, eignen sich die Elemente sehr gut als Fahrbahnplatten im Brückenbau. Mit den erfindungsgemässen Bauelementen können einfache Plattenbrücken von über 20 m Spannweite ohne Lastbeschränkung, d.h. bis 40 t Traglast, gebaut werden. In Kombination mit verschiedenen Haupttragkonstruktionen, wie Bogen usw., können Fahrbahnplatten für mehrspurige Brücken grosser Länge erstellt werden. Die einzelnen Brückenbauteile werden dann als Bausatz angeliefert und auf der Baustelle zusammengefügt.
Dank dem kleinen Eigengewicht und der raschen Montage eignen sich die erfindungsgemässen Bauelemente sehr gut zur Sanierung bereits bestehender Holz-, Beton- oder Eisenbrücken durch Einziehen einer neuen Fahrbahnplatte. Die Fahrbahnplatte kann auch mit einem Belag versehen werden, ohne dass Belagsrisse durch arbeitendes Holz befürchtet werden müssen.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Teilansicht eines Bauelementes im Schnitt,
Fig. 2 zeigt die Verbindung zweier Bauelemente nach Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine Armierungs-Variante mit Gewindestange und Vorspannung durch Verschraubung,
Fig. 4 zeigt eine weitere Armierungs-Variante,
Fig. 5 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung der Bauelemente,
Fig. 6 zeigt eine Detailansicht der Vorrichtung nach Fig. 5,
Fig. 7 zeigt eine weitere Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 5,
Fig. 8 zeigt die Ansicht eines unverleimten Bauelementes aus Brettern oder Kanthölzern, und
Fig. 9 zeigt die Ansicht eines verleimten Bauelementes aus Brettschichthölzern.
Das Bauelement 1 besteht aus einer Mehrzahl von Holzbauteilen 2. Die Holzbauteile 1 sind im vorliegenden Fall glatte Balken gleicher Abmessung. Es lassen sich aber beispielsweise auch hochkantstehende einzelne Bretter oder Brettschichthölzer verwenden. Die Holzbauteile 2 werden durch als Spannglieder dienende Armierungen 3 zusammengehalten. Diese Armierungen 3 sind in Bohrungen 4 eingeleimt, die in regelmässigen Abständen quer zur Längsrichtung der Holzbauteile 2 verlaufen. Die Bohrungen 4 laufen dabei durch alle Holzbauteile 2 quer durch das ganze Bauelement 1 hindurch. Die Armierungen 3 sind durch eine zwischen ihnen und der Bohrlochwandung eingebrachte Leimschicht mit den Holzbauteilen 2 kraftschlüssig verbunden.
Die Holzbauteile 2 sind entweder untereinander nicht verleimt, wobei die Verbindung dann nur durch die Armierungen 3 und allfällige Profilierung erfolgt, oder die einzelnen Holzbauteile sind zusätzlich untereinander verleimt. Die Armierungen 3 bestehen vorzugsweise aus Stahl. Es sind aber auch andere geeignete Materialien denkbar, wie z.B. Glasfaser. Entscheidend ist hierbei nicht die Biege- sondern die Zugfestigkeit des Materials; es könnten somit auch Spannglieder aus Drähten oder Litzen verwendet werden. Als Leim eignet sich besonders ein Zweikomponenten-Epoxykleber. Wichtig ist die sichere Verbindung zwischen dem Holz und dem Stahl sowie eine gute Verarbeitbarkeit und Alterungsbeständigkeit. Ein solches Bauelement 1 kann beispielsweise eine Breite von einem bis mehreren Metern aufweisen. Die Länge kann ohne weiteres 15-30 m betragen.
Die Dicke kann ebenfalls beliebig gewählt werden, beispielsweise von 10 bis 50 cm.
Die Verbindung zweier Bauelemente 1 kann gemäss Fig. 2 mittels Verbindungsstücken 5 erfolgen. Wie die Armierungen 3, werden die Verbindungsstücke 5 in eine Bohrung 6 eingeleimt, die jeweils mindestens durch ein Holzbauteil 2 hindurch in das Bauelement 1 eingebracht ist. Die Verbindungsstükke 5 können in den zu verbindenden Bauelementen 1 jeweils so angeordnet werden, dass beidseitig einer Armierung 3 je ein Verbindungsstück 5 zu liegen kommt. Der Leim wird durch in die Bauelemente 1 eingebohrte Einfüllstutzen 7 von oben her in die Bohrungen 6 eingefüllt. Bei einem dünnflüssigen Leim kann dieser von selbst aus einem oben angeordneten Behälter in die Bohrungen einfliessen. Ein dickflüssiger Leim wird hingegen mit Druck injiziert werden müssen.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie unter Verwendung einer Gewindestange als Armierung 3 das Vorspannen der Holzbauteile 2 mittels einer Anpressplatte 8 und einer Gewindemutter 9 auf einfache Weise erfolgen kann. Es kann dabei eine Vorspannung mittels hydraulischer Pressen erfolgen. Im vorliegenden Beispiel ist die Vorspannung so konzipiert, dass sie auch nach dem Verleimen der Armierungen am Bauelement 1 verbleiben kann. Mit 10 ist ein gummielastischer Dichtungsring bezeichnet. Die vorzugsweise scheibenförmige Anpressplatte 8 ist mit einem Einfüllstutzen 11 versehen, dank dem eine Dichtungsmasse einfüllbar ist. Wie bereits anhand der Fig. 2 erläutert, wird hier der Leim über einen Einfüllstutzen 7 eingefüllt und der Hohlraum zwischen der Bohrlochwandung und der Armierung 3 ausgefüllt. Der Dichtungsring 10 verhindert dabei, dass der Leim im Bereich der Anpressplatte 8 austritt.
Nach der Aushärtung des Leimes ist der gewünschte Verbund zwischen der Armierung und dem Holz hergestellt. Es ist danach auch ohne weiteres möglich, die Anpressplatte 8 und die Gewindemutter 9 zu entfernen sowie den aus dem Holz herausragenden Teil der Armierung 3 zu kappen.
Neben der vorgehend beschriebenen Verwendung einer Gewindestange und einer Gewindemutter sind natürlich auch andere Vorspannvorrichtungen denkbar. So können die Armierungen 3 aus Drähten oder Litzen bestehen, die durch eine mit Klemmen versehenen Ankerbüchse verspannt werden. Die Ankerbüchse weist eine konische Bohrung auf, wobei die grössere Bohröffung aussen liegt. Auf die Armierung wird dann direkt vor die Ankerbüchse eine entsprechend der konischen Bohrung in der Ankerbüchse geformte Klemme angebracht. Die Klemme wird nach Entspannen des auf die Holzbauteile wirkenden Presshubes in die Bohrung der Ankerbüchse hineingezogen. Der Leim kann wie schon zuvor beschrieben eingebracht werden.
Demgegenüber ist in Fig. 4 eine andere Variante dargestellt. Hier ist die Armierung 3 eine glatte Stange, die kürzer ist als das Bauelement breit ist. An der Seite des Bauelementes 1 bleibt dadurch der erste Abschnitt der Bohrung 4 frei. Dieses verbleibende Bohrloch kann mit einem Zapfen 12, vorzugsweise aus Holz, dicht verschlossen werden. Die Armierungen sind am fertigen Bauelement 1 nicht mehr sichtbar. Das Vorspannen der Holzbauteile 2 im Verlauf der Herstellung des Bauelementes erfolgt auf andere Weise.
Aus den Fig. 5 bis 7 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens der Bauelemente 1 ersichtlich. Diese Vorrichtung dient der rationellen fabrikmässigen Herstellung einer Vielzahl von Bauelementen 1. Ihre Aufgabe ist es, das Zusammenpressen der Holzbauteile 2 zu Bauelementen 1 und das Einbrigen der Armierungen 3 zu ermöglichen.
Die zusammenzufügenden Holzbauteile 2 sind auf einer Auflage 13 parallel nebeneinander legbar, entsprechend den gewünschten Massen der späteren Bauelemente 1. Die Bauelemente 1 sind hier von ihrer Stirnseite her sichtbar. Die Vorrichtung kann je nach der Länge der damit herzustellenden Bauelemente 1 eine Länge von 10 bis 20 m haben. Jedes zukünftige Bauelement 1 ist durch L-förmige Bügel 14, die in regelmässigen Abständen seiner Länge entlang angeordnet sind, festgehalten. Die Bügel 14 können entweder herunterklappbar oder auch einsteckbar ausgebildet sein. Es kann eine Mehrzahl von Bauelementen 1 übereinander angeordnet werden. Ausserdem ist es denkbar, mehrere Bauelemente 1 auch der Länge nach hintereinander anzuordnen. Jedes Bauelement 1 ist durch Presseinrichtungen 15, beispielsweise hydraulische Presszylinder, zusammenpressbar.
Im vorliegenden Beispiel werden die Bauelemente 1 von hinten her zum kürzeren Steg der L-förmigen Bügel 14 gepresst.
In Fig. 5 ist insbesondere das Einbringen des Leimes veranschaulicht. Hierzu weist die Vorrichtung einen entlang von Führungen 16 längsverschiebbaren, annähernd C-förmigen Rahmen 17 auf. Der Rahmen 17 ist über die ganze Länge der Vorrichtung verfahrbar. In ihm ist die Verleimeinrichtung 18 derart angeordnet, dass sie vor der Längsseite der Bauelemente 1 liegt. Um mehrere Lagen von Bauelementen 1 verarbeiten zu können, ist die Verleimeinrichtung 18 auch in der Höhe verfahrbar. Zu diesem Zweck ist die Arbeitsebene an Drehspindeln 19 angeordnet. Mittels einem Antrieb 20 sind die Drehspindeln 19 antreibbar, bis die gewünschte Arbeitsebene erreicht ist. Durch einen Wagen 21 ist die Verleimeinrichtung 18 ausserdem zu den Bauelementen 1 hin- bzw. von diesem wegbewegbar.
Die beiden Komponenten des Leimes befinden sich in je einem Behälter 22 bzw. 23, dem je eine Pumpe 24 bzw. 25 zugeordnet ist. Über Leitungen 26 bzw. 27 sind die beiden Leim-Komponenten getrennt in eine Leimauftragssonde 28 geführt. Diese ist in die Bohrungen 4 der Bauelemente 1 einführbar. Die Spitze der Leimauftragssonde 28 ist vergrössert in Fig. 6 gezeigt. An der Spitze der Leimauftragssonde 28 befindet sich ein Leimauftragskopf 29. Unmittelbar hinter diesem ist ein Leimmischer 30 angeordnet. Der Leimmischer 30 ist vorzugsweise ein wegwerfbarer Mischer aus Kunststoff, wie er an sich für das Mischen von mehreren Leimkomponenten bekannt ist. Durch Umlenkeinrichtungen werden im Leimmischer 30 die beiden aus den Leitungen 26 und 27 ankommenden Leimstränge ineinander vermischt.
Der Leimauftragskopf 29 ist so ausgebildet, dass der Leim durch mehrere kranzförmig angeordnete Austrittsöffnungen 31 in Richtung auf die Wand der Bohrung gedrückt wird.
Analog Fig. 5 ist aus Fig. 7 das Bohren der Bohrungen 4 ersichtlich. Hier ist anstelle der Verleimeinrichtung 18 eine Bohreinrichtung 32 vorhanden. Der Bohrer 33 wird von einem Motor 34 angetrieben. Die Bohreinrichtung 32 ist genau so wie schon für die Verleimeinrichtung 18 beschrieben vor- und zurück- wie auch auf- und abbewegbar. Die Bohreinrichtung 32 kann am selben C- förmigen Rahmen 17 verfahrbar angeordnet sein, wie die Verleimeinrichtung 18. Sie kann aber auch an einem getrennten Rahmen 17 befestigt sein.
Die Herstellung eines Bauelementes 1 beinhaltet folgende Verfahrensschritte:
1. Zusammenpressen der einzelnen Holzbauteile 2 zu einem Bauelement 1.
2. Bohren der Bohrungen 4.
3. Aufbringen des Leimes auf die Bohrlochwandungen.
4. Einbringen der Armierungen 3.
5. Aushärtungsprozess des Leimes.
An sich kann das Bohren der Bohrungen 4 auch vor dem Zusammenpressen der Holzbauteile 2 erfolgen. Das Einfüllen des Leimes kann vor oder nach dem Einbringen der Armierungen vorgenommen werden. Das Zusammenpressen kann auch wie bereits anhand von Fig. 3 beschrieben erfolgen. Die Anpressplatten 8 können dabei nach der Verleimung wieder entfernt und die Überlängen der Armierungen 3 gekappt werden. Das Einbringen des Leimes kann wie für das Verbinden zweier Bauelemente 1 anhand von Fig. 2 erläutert, über Einfüllstutzen 7 erfolgen.
Bei der fabrikmässigen Herstellung von Bauelementen 1 gemäss den Fig. 5 bis 7 werden die wie beschrieben vorgespannten, herzustellenden Bauteile 1 automatisch von der Vorrichtung bearbeitet. Hierzu ist die Vorrichtung mit einer Steuerungseinrichtung 35 versehen.
Die Bohreinrichtung 32 wird so angesteuert, dass sie in vorgegebenen Abständen Bohrungen 4 in die Bauteile 1 einbringt. Wie aus der Fig. 7 ersichtlich, kann die Bohrtiefe so gewählt werden, dass das Bohrloch jeweils kurz vor dem Austreten auf der anderen Seite des Bauelementes 1 aufhört.
Die Verleimeinrichtung 18 wird derart gesteuert, dass die Leimauftragssonde 28 so weit in die Bohrung 4 eingefahren wird, dass deren Spitze am Ende der Bohrung 4 steht. An dieser Stelle werden die Leimpumpen 24 und 25 in Betrieb gesetzt. Während sich nun die Leimauftragssonde 28 langsam wieder aus der Bohrung 4 zurückzieht, wird der Leim über den Leimauftragskopf 29 gleichmässig auf die Bohrlochwandung verteilt. In einer besonderen Variante wäre es auch denkbar, dass sich dabei die Leimauftragssonde bzw. der Leimauftragskopf um die eigene Längsachse dreht. Ist die Leimauftragssonde so weit zurückgefahren, dass der Leimauftragskopf 29 nur noch wenige cm vor dem Herausziehen aus der Bohrung 4 steht, werden die beiden Leimpumpen 24 und 25 abgestellt, damit kein Leim aus der Bohrung austropft.
Ist die Verleimeinrichtung 18 zu den nächsten Bohrungen 4 weitergefahren, können die Armierungen 3 in die bereits mit Leim versehenen Bohrungen 4 mühelos hineingeschoben werden.
Aus den Fig. 8 und 9 sind Aufbaubeispiele von Bauelementen 1 ersichtlich.
Im ersten Beispiel nach Fig. 8 ist das Bauelement aus Kanthölzern oder Brettern zusammengesetzt, um besonders lange Bauelemente 1 herstellen oder um kürzere Hölzer verwerten zu können. Das jeweils äusserste Holzbauteil 36 besteht vorteilhaft aus Hartholz. Die Holzbauteile können in Längsrichtung gestossen sein. Die Armierungen 3 werden, wie gezeigt, vorteilhaft senkrecht zur Faserrichtung des Holzes angeordnet. Die Holzbauteile 2 können auch wie bekannt mit Nut und Kamm versehen werden.
Im Beispiel nach Fig. 9 sind Holzbauteile aus Brettschichtholz verwendet worden. Die mittleren Holzbauteile 37 bestehen hier aus senkrecht stehenden, untereinander verleimten Brettern, beispielsweise Tannen- oder Fichtenbrettern. Das äusserste Holzbauteil 38 ist ein Brettschichtholz aus waagerecht stehenden Brettern, beispielsweise Buchenbrettern. Die Holzbauteile 37 sind aus mehreren mittels Keilzinkenstössen 39 verbundenen Teilstücken zusammengesetzt und können ebefalls untereinander verleimt werden.
The present invention relates to a plate-like component and a method and an apparatus for its production. In particular, it is intended for plate-like components made of wood for use in building construction and bridge construction.
Because of its many advantages, wood has always been used as a building material. In some areas, however, the property of wood that it still works after being installed in a building is disadvantageous. Due to the natural fluctuations in moisture, the wood contracts and expands again. This behavior of the wood leads to problems where components made of wood in building construction or in bridge construction, e.g. as bridge deck slabs to be installed.
The present invention aims to provide a plate-like component, in particular made of wood, in which stretching and warping is largely avoided and which component also has favorable carrying behavior. The invention also has the task of creating a method and a device for the rational production of this component.
The component according to the invention corresponds to the characterizing features of patent claim 1. The method according to the invention corresponds to the characterizing part of patent claim 7 and the device for carrying out the method is evident from patent claim 11.
This component has a number of decisive advantages. The glued-in reinforcement creates a bond that ensures constant power transmission between the wooden components and the reinforcement. It is not even necessary to glue the wooden components together. The component constructed in this way is subject to practically no expansion as a result of changes in moisture. The reinforcement results in a better load distribution in the transverse direction, which results in a significantly better load-bearing behavior of the component. Due to the eccentric arrangement of the reinforcement, relatively large bending moments in the transverse direction of the element can be absorbed, similar to the concrete. Due to the gluing in, the reinforcements are protected in such a way that no corrosion problems can arise even when using non-rustproof reinforcements.
These properties open up new uses for wood as a building material. In building construction, ceiling structures can be prefabricated in the factory and installed in the shortest possible time. The time-consuming retraction of support beams and subsequent application of a floor or cladding is no longer necessary. The ceiling construction is still more stable and there are no more problems with the wood expansion. The massive ceiling construction is also significantly safer in the event of a fire. Spreading the fire through the ceiling is very difficult and there are no cavities in which extinguishing water can accumulate and cause damage. Wall elements can also be prefabricated and easily installed on site. Buildings constructed in this way are very stable and have a very long lifespan.
The components can be used in new buildings as well as in the renovation of old buildings. Thanks to the good load-bearing behavior, especially under individual loads such as wheel loads of trucks and the dimensional stability, the elements are very suitable as road slabs in bridge construction. With the components according to the invention, simple plate bridges with a span of over 20 m can be used without load restriction, i.e. up to 40 t load capacity. In combination with various main support structures, such as arches, etc., road slabs can be created for multi-lane bridges of great length. The individual bridge components are then delivered as a kit and assembled on site.
Thanks to their low weight and quick assembly, the components according to the invention are very well suited for the renovation of already existing wooden, concrete or iron bridges by pulling in a new carriageway slab. The road surface can also be provided with a covering without fear of covering cracks caused by working wood.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are described in more detail below with reference to the drawing.
1 shows a partial view of a component in section,
2 shows the connection of two components according to FIG. 1,
3 shows a variant of reinforcement with threaded rod and prestressing by screwing,
4 shows a further reinforcement variant,
5 schematically shows a device for producing the components,
6 shows a detailed view of the device according to FIG. 5,
7 shows a further view of the device according to FIG. 5,
Fig. 8 shows the view of a non-glued component made of boards or squared timber, and
Fig. 9 shows the view of a glued component made of glulam.
The component 1 consists of a plurality of wooden components 2. In the present case, the wooden components 1 are smooth beams of the same dimensions. However, upright single boards or glulam can also be used, for example. The wooden components 2 are held together by reinforcements 3 serving as tendons. These reinforcements 3 are glued into bores 4 which run at regular intervals transversely to the longitudinal direction of the wooden components 2. The holes 4 run through all wooden components 2 across the entire component 1. The reinforcements 3 are non-positively connected to the wooden components 2 by a layer of glue introduced between them and the borehole wall.
The wooden components 2 are either not glued to one another, the connection then being made only by the reinforcements 3 and any profiling, or the individual wooden components are additionally glued to one another. The reinforcements 3 are preferably made of steel. However, other suitable materials are also conceivable, such as e.g. Glass fiber. The decisive factor here is not the bending strength but the tensile strength of the material; thus tendons made of wires or strands could also be used. A two-component epoxy adhesive is particularly suitable as glue. What is important is the secure connection between the wood and the steel as well as good workability and aging resistance. Such a component 1 can have a width of one to several meters, for example. The length can easily be 15-30 m.
The thickness can also be chosen arbitrarily, for example from 10 to 50 cm.
According to FIG. 2, two components 1 can be connected by means of connecting pieces 5. Like the reinforcements 3, the connecting pieces 5 are glued into a bore 6, each of which is introduced into the component 1 through at least one wooden component 2. The connecting pieces 5 can each be arranged in the components 1 to be connected in such a way that a connecting piece 5 comes to rest on both sides of a reinforcement 3. The glue is filled into the bores 6 from above through filler necks 7 drilled into the components 1. In the case of a low-viscosity glue, it can flow into the holes from a container arranged at the top. A viscous glue, on the other hand, will have to be injected with pressure.
In Fig. 3 it is shown how, using a threaded rod as reinforcement 3, the prestressing of the wooden components 2 can be carried out in a simple manner by means of a pressure plate 8 and a threaded nut 9. Preloading can take place by means of hydraulic presses. In the present example, the pretension is designed so that it can remain on the component 1 even after the reinforcements have been glued. With 10 a rubber-elastic sealing ring is designated. The preferably disc-shaped pressure plate 8 is provided with a filler neck 11, thanks to which a sealant can be filled. As already explained with reference to FIG. 2, the glue is filled in via a filler neck 7 and the cavity between the borehole wall and the reinforcement 3 is filled in. The sealing ring 10 prevents the glue from escaping in the area of the pressure plate 8.
After the glue has hardened, the desired bond between the reinforcement and the wood is created. It is then also readily possible to remove the pressure plate 8 and the threaded nut 9 and to cut the part of the reinforcement 3 protruding from the wood.
In addition to the use of a threaded rod and a threaded nut described above, other pretensioning devices are of course also conceivable. For example, the reinforcements 3 can consist of wires or strands that are braced by an anchor sleeve provided with clamps. The anchor sleeve has a conical bore, with the larger bore opening being on the outside. A clamp shaped according to the conical hole in the anchor sleeve is then attached to the reinforcement directly in front of the anchor sleeve. After the pressure stroke acting on the wooden components has been released, the clamp is pulled into the hole in the anchor sleeve. The glue can be applied as previously described.
In contrast, another variant is shown in FIG. 4. Here the reinforcement 3 is a smooth rod that is shorter than the component is wide. As a result, the first section of the bore 4 remains free on the side of the component 1. This remaining borehole can be sealed with a pin 12, preferably made of wood. The reinforcements are no longer visible on the finished component 1. The prestressing of the wooden components 2 takes place in a different way in the course of the manufacture of the component.
A device for carrying out the manufacturing process of the components 1 can be seen from FIGS. 5 to 7. This device is used for the rational factory production of a large number of components 1. Its task is to enable the wooden components 2 to be pressed together to form components 1 and the reinforcements 3 to be inserted.
The wooden components 2 to be joined can be placed in parallel on a support 13 next to one another, corresponding to the desired masses of the later components 1. The components 1 are visible from their front side here. Depending on the length of the components 1 to be produced, the device can have a length of 10 to 20 m. Each future component 1 is held by L-shaped brackets 14, which are arranged along its length at regular intervals. The bracket 14 can either be folded down or plugged in. A plurality of components 1 can be arranged one above the other. In addition, it is conceivable to arrange a plurality of components 1 one after the other, also lengthways. Each component 1 can be pressed together by pressing devices 15, for example hydraulic press cylinders.
In the present example, the components 1 are pressed from behind to the shorter web of the L-shaped bracket 14.
5, in particular, the introduction of the glue is illustrated. For this purpose, the device has an approximately C-shaped frame 17 which is longitudinally displaceable along guides 16. The frame 17 can be moved over the entire length of the device. In it, the gluing device 18 is arranged such that it lies in front of the longitudinal side of the components 1. In order to be able to process several layers of components 1, the gluing device 18 can also be moved in height. For this purpose, the working plane is arranged on rotating spindles 19. The rotary spindles 19 can be driven by means of a drive 20 until the desired working level is reached. The gluing device 18 can also be moved towards or away from the components 1 by a carriage 21.
The two components of the glue are each in a container 22 or 23, to which a pump 24 or 25 is assigned. The two glue components are guided separately into a glue application probe 28 via lines 26 and 27. This can be inserted into the bores 4 of the components 1. The tip of the glue application probe 28 is shown enlarged in FIG. 6. A glue application head 29 is located at the tip of the glue application probe 28. A glue mixer 30 is arranged immediately behind this. The glue mixer 30 is preferably a disposable plastic mixer, as is known per se for mixing several glue components. The two glue strands arriving from the lines 26 and 27 are mixed with one another in the glue mixer 30 by deflection devices.
The glue application head 29 is designed such that the glue is pressed in the direction of the wall of the bore through a plurality of outlet openings 31 arranged in a ring.
Analogously to FIG. 5, the drilling of the bores 4 can be seen from FIG. 7. Here, instead of the gluing device 18, there is a drilling device 32. The drill 33 is driven by a motor 34. The drilling device 32 can be moved back and forth as well as up and down exactly as already described for the gluing device 18. The drilling device 32 can be arranged such that it can be moved on the same C-shaped frame 17 as the gluing device 18. However, it can also be fastened to a separate frame 17.
The production of a component 1 includes the following process steps:
1. Press the individual wooden components 2 together to form a component 1.
2.Drilling the holes 4.
3. Apply the glue to the borehole walls.
4.Insert the reinforcements 3.
5. Hardening process of the glue.
As such, the bores 4 can also be drilled before the wooden components 2 are pressed together. The glue can be filled in before or after the reinforcement has been inserted. The pressing together can also take place as already described with reference to FIG. 3. The pressure plates 8 can be removed again after the gluing and the excess lengths of the reinforcements 3 can be cut. As explained for the connection of two components 1 with reference to FIG. 2, the glue can be introduced via filler neck 7.
In the factory production of components 1 according to FIGS. 5 to 7, the pre-stressed components 1 to be manufactured are automatically processed by the device. For this purpose, the device is provided with a control device 35.
The drilling device 32 is controlled such that it bores 4 into the components 1 at predetermined intervals. As can be seen from FIG. 7, the drilling depth can be selected such that the borehole stops on the other side of the component 1 shortly before it emerges.
The gluing device 18 is controlled in such a way that the glue application probe 28 is inserted so far into the bore 4 that its tip is at the end of the bore 4. At this point the glue pumps 24 and 25 are put into operation. While the glue application probe 28 now slowly withdraws from the bore 4, the glue is evenly distributed over the borehole wall via the glue application head 29. In a special variant, it would also be conceivable for the glue application probe or the glue application head to rotate about its own longitudinal axis. If the glue application probe has been moved back so far that the glue application head 29 is only a few cm before it is pulled out of the bore 4, the two glue pumps 24 and 25 are switched off so that no glue drips out of the bore.
If the gluing device 18 has moved on to the next bores 4, the reinforcements 3 can be pushed effortlessly into the bores 4 already provided with glue.
8 and 9, structural examples of components 1 can be seen.
In the first example according to FIG. 8, the component is composed of squared timber or boards in order to produce particularly long components 1 or to be able to use shorter timbers. The outermost wooden component 36 is advantageously made of hardwood. The wooden components can be butted in the longitudinal direction. As shown, the reinforcements 3 are advantageously arranged perpendicular to the grain of the wood. The wooden components 2 can also be provided with a groove and comb as is known.
In the example according to FIG. 9, wooden components made of glulam have been used. The middle wooden components 37 here consist of vertical, glued together boards, for example fir or spruce boards. The outermost wooden component 38 is a glulam made of horizontally standing boards, for example beech boards. The wooden components 37 are composed of several sections connected by finger joints 39 and can also be glued to one another.
Claims (17)
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CH01219/93A CH687213A5 (en) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | Plate-type building component |
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ID=4205283
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